对于PVD设备的研究,虽然国内在这方面也进行了大量研究,一些单位也研制出了一些设备,但由于投入不足,国内设备与国外的相比还相差甚远。
近年来,人们对PVD涂层技术的研究比较深入,但对PVD设备的研究相比之下却显得
比较少。特别是对PVD设备的关键零部件的CAD/CAM设计,在国内有限公开的资料中得知,国内对PVD设备关键零部件设计研究还处于一个较低的水平。
随着PVD涂层技术的日益普及与迅速发展,PVD涂层技术的研究越来越深入越来越成熟,国内对PVD设备的需求也逐渐增加,性能优越价格低廉的PVD设备零部件的参数化造型成为设计者们的迫切需求。
方案论证
3.1本课题介绍
课题原始数据:
1.炉腔内真空度为5×10-2mbr;
2.Roughing pump P1 Edwards: E2M80 220-380/415 30 50HZ+ FIL TER
3.Turbo pump P2 Edwards: STPI×A 2205CP ISO 250
选择以上其中一种泵来设计。
常用的低真空泵(Roughing pump):旋片式真空泵,转子以一定的偏心距装在泵壳内并与泵壳内表面的固定面靠近,在转子槽内装有两个(或两个以上)旋片,当转子旋转时旋片能沿其径向槽往复滑动且与泵壳内壁始终接触,此旋片随转子一起旋转,可将泵腔分成几个可变容积。
旋片式真空泵
1.体积小、重量轻、噪音低;
2.设有气镇阀,可抽除少量水蒸气;在环境温度五摄氏度到四十摄氏度范围内,进气口压强小于1300帕的条件下允许长期连续运转,被抽气体相对湿度大于百分之九十时,应开气镇阀;
3.设有自动防返油止回阀,启动方便;
4.进气口连续畅通大气运转不得超过一分种;
5.不适用于抽除对金属有腐蚀的,对泵油起化学反应的,含有颗粒尘埃的气体,以及含氧过高的,有爆炸性的,有毒的气体。
本课题将选用旋片式真空泵
涡轮泵(turbopump英文简称TP)是动力式泵,能够产生较高的压力。涡轮泵是火箭发动机的心脏部份。由两部份组成,即涡轮部份与泵部份。两者一般采用直联,由涡轮驱动泵。涡轮驱动剂一般为燃烧产生的燃气(可以是固体燃料或液体燃料),也有用气氢的(液氢液氧膨胀循环发动机),亦有有液相驱动的(如俄罗斯的天顶火箭用的RD170发动机煤油预压泵用高压煤油驱动)。
涡轮泵
涡轮泵用于高真空应用,出口必须连接其他低真空泵。
优点:
1,洁净度很好。
2,几乎不需要维护保养。
缺点:
1,压缩比依赖于气体分子质量,小分子压缩比低。
2,虽然几乎不需要维护保养,但是一旦使用不当,瞬间就变废品了,价格高。
3.2 PVD刀具涂层设备布局方案设计
如今PVD涂层设备普遍占地面积大,因此PVD设备需合理布局以求减小设备体积,降低生产成本,提高工作效率,同时方便维护与修理且不影响设备原有的功能。我们需从多方面考虑各种因素对PVD设备布局的影响,找出优良的布局方案是非常有必要的。
3.2.1 方案一
考虑到机械在工作过程中可能会产生噪音,因此方案一选择机械真空泵放置在俯视图左上,涡轮分子泵放置在中部,两泵与炉腔用管道联接,电动机安放在右上。
PVD刀具涂层设备方案一布局图
优点:可减轻机械噪声对人的影响。涡轮分子泵放中部与炉腔相连较为简便。
缺点:增加耗材。不易监视各部件的工作情况。
3.2.2 方案二
从尽可能减少成本的角度来分析思考,方案二选择机械真空泵放置在俯视图中部往下,涡轮分子泵放置在中部往上,两泵与炉腔用管道联接,电动机安放在右下。 PVD涂层装备整体结构设计开题报告(2):http://www.751com.cn/kaiti/lunwen_48807.html